JP5694846B2 - 新規なトリアリールホスフィン又はトリアリールアルシン化合物及びそれらによるα−オレフィン系重合触媒並びにα−オレフィン系重合体の製造方法 - Google Patents
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- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Description
2002年に、Pughらは、ホスフィンスルホナート配位子をパラジウム化合物と組み合わせて触媒成分として用いると、エチレンとアクリル酸エステルとの共重合が可能なことを報告した(特許文献1及び非特許文献2を参照)。また、Goodallらは、ホスフィンスルホナート配位子を改良して、ビフェニル構造を有するホスフィンスルホナート配位子を開発した(例えば、特許文献2〜7及び非特許文献3を参照)。
これらのホスフィンスルホナート配位子はキレート性又は潜在的キレート性であると予想され、例えば、パラジウムと錯形成してキレート状の金属錯体となることが報告されている(非特許文献4を参照)。
ところで、Riegerらは、(ホスフィンスルホナート)ニッケル錯体が容易にビス(ホスフィンスルホナート)ニッケル錯体へと変化し、この変性錯体が重合活性を示さないことを報告している(非特許文献5を参照)。
したがって、分子量とコモノマー含量が共に高い、α−オレフィン・(メタ)アクリル酸系共重合体の製造を可能とする、重合活性の高いα−オレフィン系重合触媒の開発が求められており、特に、かかる重合触媒において、ニッケル化合物と組み合わせても失活せず、エチレンと極性基含有ビニルモノマーとの共重合を可能とするホスフィンスルホナート配位子の開発が求められていた。
。
R1〜R13は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数2〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、又は炭素数1〜20の炭化水素基で置換されたシリル基からなる群より選ばれた置換基を示す。R14は、炭素原子、ケイ素原子、酸素原子の、いずれかを介して芳香環と結合している、炭素数1〜20の置換基を示す。)
本発明の第三の発明として、一般式(1)において、R1、R2の少なくとも一つ、及び、R3、R4の少なくとも一つは二級もしくは三級のアルキル基であることを特徴とする、新規なトリアリールホスフィン又はトリアリールアルシン化合物である。
本発明の第四の発明としては、第一から第三の発明の化合物のいずれかと、8〜10族の遷移金属とを反応させて得られるα−オレフィン重合触媒である。
R1〜R13は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数2〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、又は炭素数1〜20の炭化水素基で置換されたシリル基からなる群より選ばれた置換基を示す。R14は、炭素原子、ケイ素原子、酸素原子の、いずれかを介して芳香環と結合している、炭素数1〜20の置換基を示す。
Mは、8〜10族の遷移金属からなる群より選択された金属原子を示し、
Aは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜30の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数1〜30の炭化水素基、アリーロキシ基で置換された炭素数1〜30の炭化水素基、炭素数1〜30のアルコキシ基、又は炭素数1〜30のアリールオキシ基からなる群より選ばれた置換基を示す。
Bは、Mに配位した任意のリガンドを示す。また、AとBは互いに結合して環を形成していてもよい。)
本発明の第七の発明としては、一般式(2)において、R1、R2の少なくとも一つ、及び、R3、R4の少なくとも一つは二級もしくは三級のアルキル基であることを特徴とする、新規な金属錯体である。
本発明の第八の発明としては、第五から第七のいずれかの発明の金属錯体を含むα−オレフィン重合触媒である。
なお、かかる顕著な効果は、後述する本発明の各実施例のデータ及び各実施例と各比較例との対照により、実証されている。
そして、この高性能の共重合触媒を用いて得られる、α−オレフィンと(メタ)アクリル酸又はエステルの共重合体は、機械的かつ熱的な物性に優れ、有用な各種の成形体として応用可能である。
以下において、それらの新規化合物、重合触媒、重合体の構成成分(モノマー成分)、及び重合方法などについて詳細に説明する。
本発明の重合触媒において、特定の金属元素に対する配位子となる新規なトリアリールホスフィン又はトリアリールアルシン化合物は、下記の一般式(1)で示される。
R1〜R13は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数2〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、又は炭素数1〜20の炭化水素基で置換されたシリル基からなる群より選ばれた置換基を示す。これらの置換基は同一でも異なってもよい。
R14は、炭素原子、ケイ素原子、酸素原子の、いずれかを介して芳香環と結合している、炭素数1〜20の置換基を示す。)
好ましい具体例は、メチル基、エチル基、1−プロピル基、1−ブチル基、1−ペンチル基、1−ヘキシル基、1−ヘプチル基、1−オクチル基、1−ノニル基、1−デシル基、t−ブチル基、トリシクロヘキシルメチル基、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル基、イソプロピル基、1−ジメチルプロピル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,1−ジエチルプロピル基、1−フェニル−2−プロピル基、イソブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、4−ヘプチル基、2−プロピルヘプチル基、2−オクチル基、3−ノニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、エキソ−ノルボルニル基、エンド−ノルボニル基、2−ビシクロ[2.2.2]オクチル基、ノピニル基、デカヒドロナフチル基、メンチル基、ネオメンチル基、ネオペンチル基、5−デシル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基、トリル基、キシリル基、及びp−エチルフェニル基などが挙げられる。
これらの中で、更に好ましい置換基としては、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル基であり、特に好ましくは、イソプロピル基である。
最も好ましくは、炭素数1〜20のアルキル基であり、R1、R2の少なくとも一つ、及びR3、R4の少なくとも一つは、二級もしくは三級のアルキル基である。
ここで、アルキル基、シクロアルキル基の例は、メチル基、エチル基、1−プロピル基、1−ブチル基、1−ペンチル基、1−ヘキシル基、1−ヘプチル基、1−オクチル基、1−ノニル基、1−デシル基、t−ブチル基、トリシクロヘキシルメチル基、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル基、イソプロピル基、1−ジメチルプロピル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,1−ジエチルプロピル基、1−フェニル−2−プロピル基、イソブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、4−ヘプチル基、2−プロピルヘプチル基、2−オクチル基、3−ノニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、エキソ−ノルボルニル基、エンド−ノルボニル基、2−ビシクロ[2.2.2]オクチル基、ノピニル基、デカヒドロナフチル基、メンチル基、ネオメンチル基、ネオペンチル基、及び5−デシル基などである。これらの中で、好ましい置換基としては、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル基である。
アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シンナミル基、スチリル基が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基が挙げられ、これらのアリール基の芳香環に存在させうる置換基の例としては、アルキル基、アリール基、融合アリール基、フェニルシクロヘキシル基、フェニルブテニル基、トリル基、キシリル基、p−エチルフェニル基などである。これらの中で、好ましい置換基としては、フェニル基である。
更に好ましくは、1−(メトキシメチル)エチル基、1−(エトキシメチル)エチル基である。
R14は、炭素原子、ケイ素原子、酸素原子の、いずれかを介して芳香環と結合している、炭素数1〜20の置換基を示す。
R14として好ましくは、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数2〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリーロキシ基、又は炭素数3〜20のシリル基からなる群より選ばれた置換基である。
ここで、アルキル基、シクロアルキル基の例は、メチル基、エチル基、1−プロピル基、1−ブチル基、1−ペンチル基、1−ヘキシル基、1−ヘプチル基、1−オクチル基、1−ノニル基、1−デシル基、t−ブチル基、トリシクロヘキシルメチル基、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル基、イソプロピル基、1−ジメチルプロピル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,1−ジエチルプロピル基、1−フェニル−2−プロピル基、イソブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、4−ヘプチル基、2−プロピルヘプチル基、2−オクチル基、3−ノニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、エキソ−ノルボルニル基、エンド−ノルボニル基、2−ビシクロ[2.2.2]オクチル基、ノピニル基、デカヒドロナフチル基、メンチル基、ネオメンチル基、ネオペンチル基、及び5−デシル基などが挙げられる。
これらの中で、好ましい置換基としては、メチル基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル基である。
アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基、シンナミル基、スチリル基が挙げられ、好ましくは、アリル基、シクロヘキセニル基である。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基が挙げられ、これらのアリール基の芳香環に存在させうる置換基の例としては、アルキル基、アリール基、融合アリール基、フェニルシクロヘキシル基、フェニルブテニル基、トリル基、キシリル基、p−エチルフェニル基が挙げられる。これらの中で、好ましい置換基としては、フェニル基である。
具体的には、1−(メトキシメチル)エチル基、1−(エトキシメチル)エチル基、1−(フェノキシメチル)エチル基、1−(メトキシエチル)エチル基、1−(エトキシエチル)エチル基、ジ(メトキシメチル)メチル基、ジ(エトキシメチル)メチル基、ジ(フェノキシメチル)メチル基が挙げられる。特に好ましくは、1−(メトキシメチル)エチル基、1−(エトキシメチル)エチル基である。
第一の発明としての、新規なトリアリールホスフィン化合物の合成は以下の経路により行われる。
すなわち、化合物の合成経路は、目的化合物の構造から容易に定めることができるが、そのうちの具体例として、原料である三塩化リンに導入すべきアリール基のリチオ体(アリールリチウム塩)を適切なモル比で反応させた後、アルキルリチウム試薬で脱プロトン化してから置換基R14をカチオンとして導入する経路が挙げられる。なお、トリアリールアルシン化合物の合成も同様になされる。
具体的な合成例は、実施例における配位子の各合成例として、詳細に記述されている。
本発明の重合触媒は、一般式(1)で表される新規なトリアリールホスフィン又はトリアリールアルシン化合物と、8〜10族(後周期型;Fe、Co,Ni、Pdなど)の遷移金属化合物とを反応させて得られるα−オレフィン重合用触媒である。
触媒組成物の合成は、一般に、8〜10族の遷移金属化合物と新規なトリアリールホスフィン又はトリアリールアルシン化合物(以下、配位子と称すことがある。)とを溶液又はスラリー中で接触して行うことができる。
遷移金属化合物として好ましくは、10族の遷移金属化合物であり、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、硫酸パラジウム、酢酸パラジウム、ビス(アリルパラジウムクロライド)、塩化パラジウム、臭化パラジウム、(シクロオクタジエン)パラジウム(メチル)クロライド、ジメチル(テトラメチルエチレンジアミン)パラジウム、ビス(シクロオクタジエン)ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニッケル、(テトラメチルエチレンジアミン)ニッケル(メチル)クロライド、ジメチル(テトラメチルエチレンジアミン)ニッケル、(シクロオクタジエン)ニッケル(メチル)クロライドなどを使用して合成する。
また、本発明の触媒組成物は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種の触媒組成物を併用してもよい。特に、分子量分布やコモノマー含量分布を広げる目的には、こうした複数種の触媒組成物の併用が有用である。
R1〜R13は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素
基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数2〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、又は炭素数1〜20の炭化水素基で置換されたシリル基からなる群より選ばれた置換基を示す。
R14は、炭素原子、ケイ素原子、酸素原子の、いずれかを介して芳香環と結合している、炭素数1〜20の置換基を示す。
Mは、8〜10族の遷移金属からなる群より選択された金属原子を示し、
Aは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜30の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数1〜30の炭化水素基、アリーロキシ基で置換された炭素数1〜30の炭化水素基、炭素数1〜30のアルコキシ基、又は炭素数1〜30のアリールオキシ基からなる群より選ばれた置換基を示す。
Bは、Mに配位した任意のリガンドを示す。また、AとBは互いに結合して環を形成していてもよい。)
Aとして好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の炭化水素基であり、特に好ましくは、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基が挙げられる。好ましい具体例は、水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基、トリル基、ベンジル基、アリル基であり、特に好ましくは、水素原子、メチル基とフェニル基である。
Bは、Mに配位した任意のリガンドである。そのようなリガンドとは、配位結合可能な原子として酸素、窒素、リン、硫黄を有する炭素数1〜20の炭化水素化合物である。具体的なリガンドとしては、ホスフィン類、ピリジン誘導体、ピペリジン誘導体、アルキルエーテル誘導体、アリールエーテル誘導体、アルキルアリールエーテル誘導体、ケトン類、環状エーテル類、アルキルニトリル誘導体、アリールニトリル誘導体、アルコール類、アミド類、脂肪族エステル類、芳香族エステル類、アミン類などを挙げることができ、好ましくは、ケトン類、環状エーテル類、ホスフィン類、ピリジン誘導体であり、特に好ましくは、アセトン、テトラヒドロフラン、ピリジン、ルチジン、トリフェニルホスフィンである。
本発明の重合触媒は、単独で用いてもよく、また担体に担持して用いることもできる。使用可能な担体としては、本発明の主旨を損なわない限りにおいて、任意の担体を用いることができる。
一般に、無機酸化物やポリマー担体が好適に使用できる。具体的には、SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2など又はこれらの混合物が挙げられ、SiO2−Al2O3、SiO2−V2O5、SiO2−TiO2、SiO2−MgO、SiO2−Cr2O3などの混合酸化物も使用することができ、無機ケイ酸塩、ポリエチレン担体、ポリプロピレン担体、ポリスチレン担体、ポリアクリル酸担体、ポリメタクリル酸担体、ポリアクリル酸エステル担体、ポリエステル担体、ポリアミド担体、ポリイミド担体などが使用可能である。
これらの担体については、粒径、粒径分布、細孔容積、比表面積などに特に制限はなく、任意のものが使用可能である。
本発明において、共重合体の製造に用いられるモノマーとしては、以下に説明する、
(a)α−オレフィン、(b)(メタ)アクリル酸又はエステル、(c)その他のオレフィンが挙げられる。それぞれのモノマー成分は、単独で使用してもよいし、複数を併用してもよい。
本発明に用いられるモノマーの一つは、一般式CH2=CHR16で表されるα−オレフィン(以下、「(a)成分」と称することがある。)である。ここで、R16は、水素又は炭素数1〜20のアルキル基である。
なかでも、好ましい(a)成分として、炭素数1〜10のR16を有するα−オレフィンが挙げられる。更に好ましい(a)成分としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテンが挙げられ、特に好ましい(a)成分としては、エチレンが挙げられる。
本発明に用いられるモノマーの別の一つは、一般式CH2=C(R17)CO2(R18)で表される、(メタ)アクリル酸、又は(メタ)アクリル酸エステルである(以下、「(b)成分」と称することがある)。ここで、R17は、水素又は炭素数1〜10の炭化水素基であり、分岐、環、及び/又は不飽和結合を有していてもよい。R18は、水素又は炭素数1〜30のアルキル基である。更に、R18内の任意の位置にヘテロ原子を含有していてもよい。
更に好ましい(b)成分としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸トルイル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸などが挙げられる。特に好ましい(b)成分としては、アクリル酸メチルが挙げられる。
本発明に用いてもよいモノマーの別の一つは、その他のオレフィンである(以下、「(c)成分」と称する)。
好ましい(c)成分として、シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン、エチリデンノルボルネンなどの環状オレフィンモノマー、p−メチルスチレンなどのスチレン系モノマーなどを挙げることができ、これらの骨格に、水酸基、アルコキサイド基、カルボン酸基、エステル基、アルデヒド基を含有してもよい。
これらのモノマーは、式(5a)〜(5f)で表すことができる。ここで、R19は、炭素数1〜30の炭化水素基であり、分岐、環、又は不飽和結合を有していてもよい。
更にまた、(a)成分で規定されたモノマーに、水酸基、アルコキサイド基、カルボン酸基、エステル基、アルデヒド基などを付与したモノマーでもよく、その他、ジエン誘導体、無水マレイン酸、酢酸ビニルなども使用可能である。
本発明における共重合反応は、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの炭化水素溶媒や液化α−オレフィンなどの液体、また、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、安息香酸メチル、アセトン、メチルエチルケトン、ホルミルアミド、アセトニトリル、メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなどのような極性溶媒の存在下或いは非存在下に行われる。また、ここで記載した液体化合物の混合物を溶媒として使用してもよい。なお、高い重合活性や高い分子量を得るうえでは、上述の炭化水素溶媒がより好ましい。
具体的には、モノメチルエーテルハイドロキノンや、2,6−ジ−t−ブチル4−メチルフェノール(BHT)、トリメチルアルミニウムとBHTとの反応生成物、4価チタンのアルコキサイドとBHTとの反応生成物などが使用可能である。
また、添加剤として、無機及び又は有機フィラーを使用し、これらのフィラーの存在下で重合を行ってもよい。
また、重合様式としては、バッチ重合、セミバッチ重合、連続重合のいずれの様式でもよい。
即ち、共重合温度は、通常−20℃から290℃、好ましくは0℃から250℃、共重合圧力は、0.1MPaから100MPa、好ましくは、0.3MPaから90MPa、共重合時間は、0.1分から10時間、好ましくは、0.5分から7時間、更に好ましくは1分から6時間の範囲から選ぶことができる。
本発明において、共重合は、一般に不活性ガス雰囲気下で行われる。例えば、窒素、アルゴン雰囲気が使用でき、窒素雰囲気が好ましく使用される。なお、少量の酸素や空気の混入があってもよい。
共重合体の分子量制御には、従来公知の方法を使用することができる。即ち、重合温度を制御して分子量を制御する方法、モノマー濃度を制御して分子量を制御する方法、連鎖移動剤を使用して分子量を制御する方法、遷移金属錯体中の配位子構造の制御により分子量を制御するなどが挙げられる。
連鎖移動剤を使用する場合には、従来公知の連鎖移動剤を用いることができる。例えば、水素、メタルアルキルなどを使用することができる。また、(b)又は(c)成分自身が一種の連鎖移動剤となる場合には、(b)又は(c)成分の濃度や、(a)成分に対する比率を制御することによっても分子量調節が可能である。
遷移金属錯体中の配位子構造を制御して分子量調節を行う場合には、金属Mの周りに嵩高い置換基を配置したり、金属Mにアリール基やヘテロ原子含有置換基などの電子供与性基が相互作用可能となるように配置したり、前記したR18〜R19中にヘテロ原子を導入することにより、一般に分子量が向上する傾向を利用することができる。
(1)分子量及び分子量分布(Mw、Mn、Q値)
(測定条件)使用機種:ウォーターズ社製150C 検出器:FOXBORO社製MIRAN1A・IR検出器(測定波長:3.42μm) 測定温度:140℃ 溶媒:オルトジクロロベンゼン(ODCB) カラム:昭和電工社製AD806M/S(3本) 流速:1.0mL/分 注入量:0.2mL
(試料の調製)試料はODCB(0.5mg/mLのBHT(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)を含む)を用いて1mg/mLの溶液を調製し、140℃で約1時間を要して溶解させた。
(分子量の算出)標準ポリスチレン法により行い、保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行った。使用する標準ポリスチレンは何れも東ソー社製の銘柄であり、F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000、である。各々が0.5mg/mLとなるようにODCB(0.5mg/mLのBHTを含む)に溶解した溶液を0.2mL注入して較正曲線を作成した。較正曲線は最小二乗法で近似して得られる三次式を用いた。分子量への換算に使用する粘度式[η]=K×Mαは以下の数値を用いた。
PS:K=1.38×10−4、α=0.7
PE:K=3.92×10−4、α=0.733
PP:K=1.03×10−4、α=0.78
セイコーインスツルメンツ社製DSC6200示差走査熱量測定装置を使用して、シート状にしたサンプル片を5mgアルミパンに詰め、室温から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後に、10℃/分で20℃まで降温して結晶化させた後に、10℃/分で200℃まで昇温することにより融解曲線を得た。
融解曲線を得るために行った最後の昇温段階における主吸熱ピークのピークトップ温度を融点Tmとし、該ピークのピーク面積をΔHmとした。
コモノマー含量の定量は、約0.5mmのプレス板を作製し、島津製作所FTIR−8300型を用いて、赤外吸収スペクトルにより行った。
コモノマー含量は、3,450cm−1付近のカルボニル基の倍音吸収と、4,250cm−1付近のオレフィン吸収の赤外吸収強度比をもとに算出した。なお、算出に当たっては、13C・NMR測定により作成した検量線を使用した。
下記合成例で得られたトリアリールホスフィン化合物を配位子として用いた。なお、以下の合成例で特に断りのない限り、操作は精製窒素雰囲気下で行い、溶媒は脱水・脱酸素したものを用いた。
(合成例1)配位子(I)の合成
無水ベンゼンスルホン酸(400mg,2.5mmol)のテトラヒドロフラン(20mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.5M,2mL,5mmol)を0℃でゆっくりと滴下し、室温まで温度を上昇させながら1時間撹拌した。反応液を−70℃まで冷却し、三塩化リン(340mg,2.5mmol)を加え、室温まで温度を上昇させながら2時間撹拌した(反応液A)。
1−ブロモ−2−イソプロピルベンゼン(1g,5mmol)のジエチルエーテル(20mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.5M,2mL,5mmol)を−30℃でゆっくりと滴下し、室温まで温度を上昇させながら3時間撹拌した。この溶液を、先ほどの反応液Aに室温で滴下し、一晩撹拌した。反応後、水(20mL)を加え、エーテル抽出し(20mL×2)、1N塩酸(20mL×2)で洗浄した後、溶媒を留去した。メタノール(5mL)で洗浄し、白色の[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィンを100mg得た。
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(6.0g,14.0mmol)の無水テトラヒドロフラン(80mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.6M,14mL,35mmol)を0℃で滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液は茶色に変化した。反応液を0℃に冷却し、アセトン(1.2g,1.5当量)を加え、室温で24時間撹拌した。反応後、水(50mL)を加えた後、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した(100mL×2)。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、酢酸エチル/ジクロロメタン(20mL)で再結晶化し、白色の生成物[ジ(2−イソプロピルフェニル)][(2−スルホニル)(3−ヒドロキシイソプロピル)フェニル)]ホスフィン(4.0g)を得た。
[ジ(2−イソプロピルフェニル)][(2−スルホニル)(3−ヒドロキシイソプロピル)フェニル)]ホスフィン(2.0g,4.2mmol)のトルエン(20mL)溶液に、パラトルエンスルホン酸(0.1g,0.1当量)を加え、アルゴン下で8時間加熱還流した。反応液を室温まで冷却した後、減圧下で濃縮し、メタノールで洗浄して、白色の脱水体(1.4g)を得た。
これを積算した白色脱水体(2.0g,4.2mmol)と、水酸化カリウム(1.9g,3当量)を、テトラヒドロフラン/メタノール(80mL/20mL)混合液に溶解した後、アルゴン下で24時間加熱還流した。反応液を酸性にした後、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した(200mL×2)。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、酢酸エチルで洗浄することで、黄色の中間生成物[ジ(2−イソプロピルフェニル)][(2−スルホニル)(3−2´−アリル)フェニル)]ホスフィン(4.8g)を得た。
次に、この生成物(4.0g,8.5mmol)と、トリス(トリフェニルホスフィン)ロジウムクロライド(0.2g)を、テトラヒドロフラン/メタノール(50mL/50mL)混合液に溶解した後、水素(50psi)圧下、50℃で48時間加熱した。溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=100/1)により精製し、更に、ジクロロメタン/酢酸エチル(1/20)混合溶媒で再結晶化することにより、薄黄色の目的物を得た(2.0g)。
1H NMR (CDCl3, ppm): 9.45 (d, J = 590 Hz, 1 H), 7.78 (d, J = 7.6 Hz, 1 H), 7.58 (br, 2 H), 7.47 (br, 2 H), 7.34 (m, 1 H), 7.23 (br, 2 H), 6.80 (m, 3 H), 4.50 (quint, J = 6.7 Hz, 1 H), 2.88 (br, 2 H), 1.2-0.9 (m, 19 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -6.9.
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(1.0g,2.4mmol)の無水テトラヒドロフラン(12mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.5M,2.8mL,7.1mmol)を0℃で滴下し、室温で1時間撹拌した。反応液を0℃に冷却し、シクロヘキサノン(460mg,4.7mmol)を加え、室温で48時間撹拌した。反応後、水(10mL)を加えた後、2N塩酸で酸性にした後、塩化メチレンで抽出した(15mL×3)。飽和食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去することで、うす黄色の中間性生物を1.25g得た。この中間性生物(1.0g,2mmol)に、トリフルオロ酢酸(2.3g,20mmol)とトリエチルシラン(696mg,6mmol)を室温で加え、一晩撹拌した。反応後、塩化メチレンで抽出し(50mL×2)、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去することで、うす黄色の目的物を1.0g得た。
1H NMR (CDCl3 , ppm): 7.67 (d, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.55 (m, 3 H), 7.36 m, 1 H), 7.20 (t, J = 7.4 Hz, 2 H), 7.04 (br, 2 H), 6.97 (dd, J = 7.6, 15.2 Hz, 1 H), 5.76 (s, 1 H),208 (br, 2 H), 2.47 (br, 2 H), 2.21 (br, 2 H), 1.8 (m, 2 H), 1.7 (m, 2 H), 1.19 (br, 12 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -7.4.
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(8.5g,20.0mmol)の無水テトラヒドロフラン(80mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.6M,20mL,2.5当量)を0℃で滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液は茶色に変化した。反応液を0℃に冷却し、ピバル酸エチル(5.2g,2当量)を加え、室温で24時間撹拌した。反応後、1規定の塩酸(50mL)を加えた後、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した(200mL×3)。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=100/1)により精製し、白色の目的物を6.5g得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 7.71 (t, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.58 (dd, J = 6.0, 7.2 Hz, 2 H), 7.48 (t, J = 2.0 Hz, 2 H), 7.32 (dd, J = 7.2, 7.6 Hz, 2 H), 7.13 (dt, J = 14.0, 4.4 Hz, 1 H), 6.80 (dd, J = 14.4, 8.0 Hz, 2 H), 3.12 (br, 2 H), 1.32 (s, 9 H), 1.22 (d, J = 6.0 Hz, 6 H), 1.13 (br, 6 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -8.3.
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(8.0g,18.8mmol)の無水テトラヒドロフラン(80mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.6M,18mL,47mmol)を0℃で滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液は茶色に変化した。反応液を0℃に冷却し、トリメチルシリルクロライド(20g,27.6mmol)を加え、室温で24時間撹拌した。反応後、水(50mL)を加えた後、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した(100mL×3)
。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=40/1)により精製し、白色の目的物を3.5g得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 8.05 (d, J = 7.6 Hz, 1 H), 7.67 (d, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.56 (dd, J = 5.6, 7.6 Hz, 2 H), 7.40 (ddd, J = 2.8, 7.6, 7.6 Hz, 1 H), 7.20 (dd, J = 7.6, 7.6 Hz, 2 H), 7.10 (dd, J = 7.6, 14.8 Hz, 1 H), 7.01 (d, J = 7.6, 14.4 Hz, 2 H), 3.11 (m, 2 H), 1.20 (br, 12 H), 0.49 (s, 9 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -23.7.
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(8.0g,18.8mmol)の無水テトラヒドロフラン(80mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.6M,18mL,47mmol)を0℃で滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液は茶色に変化した。反応液を0℃に冷却し、クロロジメチルフェニルシラン(4.8g,28.1mmol)を加え、室温で24時間撹拌した。反応後、水(50mL)を加えた後、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した(100mL×3)
。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=40/1)により精製し、白色の目的物を7.0g得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 7.69-7.54 (m, 7 H), 7.39-7.36 (m, 3 H), 7.31-7.27 (m, 2 H), 7.08-6.98 (m, 3 H), 3.11 (br, 2 H), 1.20 (br, 12 H), 0.88 (br, 6 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -7.9.
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(8.0g,18.8mmol)の無水テトラヒドロフラン(80mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.6M,18mL,47mmol)を0℃で滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液は茶色に変化した。反応液を0℃に冷却し、クロロジフェニルメチルシラン(7.0g,1.5当量)を加え、室温で24時間撹拌した。反応後、水(50mL)を加えた後、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した(100mL×3)。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=100/1)により精製し、メタノールで洗浄することにより、白色の目的物を6.0g得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 9.2 (br, 1 H), 7.70 (dd, J = 7.2, 7.6 Hz, 2 H), 7.60 (m, 3 H), 7.47 (d, J = 6.8 Hz, 4 H), 7.4-7.2 (m, 9 H), 7.15 (dd, J = 7.6, 14.4 Hz, 1 H), 7.06 (dd, J = 7.0, 14.0 Hz, 2 H), 3.15 (br, 2 H), 1.27 (br, 15 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -7.8.
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(10.
7g,25.0mmol)の無水テトラヒドロフラン(100mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.6M,25.0mL,65mmol)を0℃で滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液に、無水テトラヒドロフラン(100mL)に溶解したクロロトリエチルシラン(6.0g,40mmol,1.6当量)を加え、室温で24時間撹拌した。反応後、塩酸を加えて酸性にした後(PH2)、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した(300mL×3)。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=100〜50/1)により精製し、再結晶(ジクロロメタン/ペンタン=1/10)することにより、白色の目的物を5.7g得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 7.96 (d, J = 7.6 Hz, 1 H), 7.66 (t, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.55 (dd, J = 6.0, 7.2 Hz, 2 H), 7.38 (td, J = 7.2, 2.8 Hz, 1 H), 7.29 (t, J = 7.0 Hz, 2 H), 7.09 (dd, J = 7.6, 14.8 Hz, 1 H), 7.03 (m, 2 H), 3.12 (br, 2 H), 1.23 (br, 6 H), 1.1-0.9 (m, 18 H), 0.86 (m, 3 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -7.6.
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(14.
0g,32.8mmol)の無水テトラヒドロフラン溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.5M,32.8mL,82.1mmol)を0℃で滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液を0℃に冷却し、ヨウ素(12.5g,49.2mmol)を加え、室温で一晩撹拌した。反応後、チオ硫酸ナトリウム飽和水溶液を加えた後、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=100/1)により精製し、[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニル−3−ヨード−フェニル)ホスフィンオキシドを14g得た。
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニル−3−ヨード−フェニル)ホスフィンオキシド(14.0g,24.6mmol)、炭酸カリウム(13.6g,98.
6mmol)、炭酸銀(4.7g,2.5mmol)、フェニルボロン酸(5.9g,49.2mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.7g,2.5mmol)のジメチルホルムアミド溶液(200mL)を110℃で一晩撹拌した。
反応液を濾別し、濾液を塩化メチレンで抽出した。飽和食塩水で洗浄してから、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=100/1)により精製し、[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニル−3−フェニル−フェニル)ホスフィンオキシドを4g得た。
金属ナトリウム(0.7g,26mmol)を脱水メタノール(150mL)に加え、室温で30分間撹拌した。[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニル−3−フェニル−フェニル)ホスフィンオキシド(13.0g,25mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。溶媒留去後の生成物(13.5g,25mmol)、トリフェニルホスフィン(13.1g,50mmol)のトルエン溶液(250mL)に、トリクロロシラン(51mL,250mmol)を0℃で加えた後、溶液を110℃で24時間撹拌した。反応後、室温まで冷却してから、水酸化ナトリウム水溶液(50mL、20wt%)と、メタノール(250mL)をそれぞれ加えた。セライトにより濾別後、濾液を濃縮し、メタノール(250mL)を加えた。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=100/1)により精製し、さらに酢酸エチルで再結晶することにより目的物を5.7g得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 7.66 (m, 5 H), 7.56 (m, 2 H), 7.4-7.3 (m, 7 H), 7.07 (dd, J = 7.6, 14.8 Hz, 2 H), 200 (br, 2 H), 1.2 (br, 12 H). 31P NMR (CDCl3 , ppm): -7.1.
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(14.
0g,33mmol)の無水テトラヒドロフラン(200mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.6M,33mL,2.5当量)を0℃で滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液は茶色に変化した。反応液を−78℃に冷却し、ヘキサフルオロベンゼン(15.3g,2.5当量)を加え、室温で24時間撹拌した。反応後、1規定塩酸(50mL)を加えた後、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した(200mL×3)
。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=100/1)により精製し、白色の固体を13.0g得た。再結晶化(ペンタン/塩化メチレン=5/1)により、目的物を9.0g得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 7.71 (t, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.6-7.5 (m, 4 H), 7.35 (m, 2 H), 7.28 (m, 1 H), 7.08 (dd, J = 7.6, 14.4 Hz, 2 H), 3.1 (br, 2 H), 1.21 (s, 6 H), 1.13 (s, 6 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -6.3.
[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニル−3−ヨード−フェニル)ホスフィンオキシド(25g,44mmol)、炭酸カリウム(26g,132mmol)、炭酸銀(9g,34mmol)、3,5−ジメトキシフェニルボロン酸(5.9g,45mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.7g,2.5mmol)のジメチルホルムアミド溶液(200mL)を110℃で一晩撹拌した。
反応液を濾別し、濾液に水を加えて塩化メチレンで抽出した。飽和食塩水で洗浄してから、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ペンタン/酢酸エチル=1/1)により精製し、[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニル−3−(3’,5’−ジメトキシ)フェニル−フェニル)ホスフィンオキシドを5g得た。
金属ナトリウム(0.041g,1.8mmol)を脱水メタノール(10mL)に加え、室温で30分間撹拌した。[ジ(2−イソプロピルフェニル)](2−スルホニル−3−(3’,5’−ジメトキシ)フェニル−フェニル)ホスフィンオキシド(0.7g,1.2mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。溶媒留去後の生成物(0.7g,1.2mmol)、トリフェニルホスフィン(0.6g,2.4mol)のトルエン溶液(20mL)に、トリクロロシラン(2.6mL,12mmol)を0℃で加えた後、溶液を110℃で24時間撹拌した。反応後、室温まで冷却してから、水酸化ナトリウム水溶液(1mL、20wt%)と、メタノール(10mL)をそれぞれ加えた。セライトにより濾別後、濾液を濃縮し、メタノール(50mL)を加えた。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=100/1)により精製することにより目的物を0.6g得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 7.68 (dd, J = 7.6, 8.0 Hz, 3 H), 7.56 (dd, J = 6.0, 7.2 Hz, 2 H), 7.43 (td, J = 7.6, 3.6 Hz, 1 H), 7.33 (dd, J = 6.0, 6.8 Hz, 2 H), 7.07 (dd, J = 7.6, 14.8 Hz, 3 H), 6.86 (d, J = 1.6 Hz, 2 H), 6.48 (t, J = 2.0 Hz, 1 H), 3.83 (s, 6 H), 3.07 (br, 2 H), 1.24 (br, 12 H). 31P NMR (CDCl3 , ppm): -7.2.
[ジ(2−メトキシフェニル)](2−スルホニルフェニル)ホスフィン(5.0g,12.4mmol)の無水テトラヒドロフラン(100mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.6M,15mL,39mmol)を0℃で滴下し、室温で2時間撹拌した。反応液は茶色に変化した。反応液を0℃に冷却し、クロロトリメチルシラン(8.0g,6当量)を加え、室温で24時間撹拌した。反応後、水(100mL)を加えた後、減圧下で濃縮し、塩化メチレンで抽出した(100mL×3)。硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン/メタノール=50/1)により精製し、メタノールで洗浄することにより、白色の目的物を4.0g得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 7.88 (d, J = 7.6 Hz, 1 H), 7.65 (t, J = 7.2 Hz, 2 H), 7.43 (dd, J = 6.0, 7.2 Hz, 1 H), 7.22 (m, 3 H), 7.08 (dd, J = 6.8, 7.2 Hz, 2 H), 6.95 (dd, J = 7.8, 11.4 Hz, 2 H), 3.70 (s, 6 H), 0.35 (s, 9 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -14.1.
無水ベンゼンスルホン酸(400mg,2.5mmol)のテトラヒドロフラン(20mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.5M,2mL,5mmol)を0℃でゆっくりと滴下し、室温まで温度を上昇させながら1時間撹拌した。反応液を−70℃まで冷却し、三塩化リン(340mg,2.5mmol)を加え、室温まで温度を上昇させながら2時間撹拌した(反応液L)。
1−ブロモ−2−イソプロピルベンゼン(1g,5mmol)のジエチルエーテル(20mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.5M,2mL,5mmol)を−30℃でゆっくりと滴下し、室温まで温度を上昇させながら3時間撹拌した。この溶液を、先ほどの反応液Lに室温で滴下し、一晩撹拌した。反応後、水(20mL)を加え、エーテル抽出し(20mL×2)、1N塩酸(20mL×2)で洗浄した後、溶媒を留去した。メタノール(5mL)で洗浄し、白色の目的物を100mg得た。
1H NMR (CDCl3, ppm): 8.35 (ddd, J = 0.8, 4.8, 7.6 Hz, 1 H), 7.74 (tt, J = 1.4,7
.6 Hz, 1 H), 7.65 (t, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.53 (t, J = 6.4 Hz, 2 H), 7.42 (ddt, J = 1.2, 2.8, 7.6 Hz, 1 H), 7.26 (ddt, J = 0.8, 4.8, 8.0 Hz, 2 H), 7.05 (dd, J = 0.8, 7.6 Hz, 1 H), 6.98 (dd, J = 0.8, 5.2 Hz, 2 H), 3.00 (m, 2 H), 1.15 (d, J = 6.8 Hz, 6 H), 1.09 (d, J = 6.0 Hz, 6 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): 9.5.
無水ベンゼンスルホン酸(5.2g,32.9mmol)のテトラヒドロフラン(60mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.5M,25mL,62mmol)を0℃でゆっくりと滴下し、室温まで温度を上昇させながら20時間撹拌した。この反応液に、ビス(2−メトキシフェニル)メトキシホスフィン(9.1g,32.9mmol)のテトラヒドロフラン(20mL)溶液を滴下し、16時間撹拌した。塩化アンモニウム(3.4g,62mmol)を加えた後、溶媒を留去し、水(100mL)を加えた。MTBE(40mL×2)で洗浄した後、塩酸を加えて酸性にした(PH<3)。塩化メチレンで抽出し(60mL×2)、硫酸ナトリウムにより乾燥した後、−35℃で再結晶化し、白色の目的物を3.7g得た。
1H NMR (C2D2Cl4, ppm): 6.7-8.2 (m, 12H), 3.79 (s, 6H). 31P NMR (C2D2Cl4, ppm): -9.8.
無水ベンゼンスルホン酸(0.74g,4.7mmol)のテトラヒドロフラン(20mL)溶液に、ノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(2.5M,3.8mL,9.4mmol)を0℃でゆっくりと滴下し、室温まで温度を上昇させながら2時間撹拌した。反応液を−78℃まで冷却し、三塩化リン(0.41mL,4.7mmol)を加え、室温で2時間撹拌した(反応液N)。
1−ブロモ−2−(2´,6´−ジメトキシフェニル)ベンゼン(2.8g,9.4mmol)のテトラヒドロフラン(25mL)溶液に、t−ブチルリチウムヘキサン溶液(1.5M,12.5mL,18.8mmol)を0℃でゆっくりと滴下し、30分間撹拌した。この溶液を、先ほどの反応液Nに−50℃で滴下し、室温で一晩撹拌した。溶媒を留去した後、水(200mL)を加え、塩酸を加えて酸性にした(PH<3)。MTBE抽出し(100mL×3)、硫酸ナトリウムにより乾燥した後、溶媒を留去した。THF(5mL)で洗浄し、白色の目的物を得た。0.5g。
1H NMR (CDCl3, ppm): 8.08 (m, 1 H), 7.61 (m, 3 H), 7.42-7.12 (m, 10 H), 6.68-6.22 (br, 4 H), 3.84-3.31 (br, 9 H), 2.96 (br, 3 H). 31P NMR (CDCl3, ppm): -2.4.
3−1.(実施例1)(比較例1)
充分に窒素置換した30mLフラスコに、ビス(シクロオクタジエン)ニッケルとリンスルホン酸配位子をそれぞれ1ミリモル秤量し、脱水トルエン(10mL)を加え、触媒スラリーを調製した。次に、内容積1Lの誘導撹拌式ステンレス製オートクレーブ内を精製窒素で置換し、精製トルエンと、所定量のアクリレートコモノマー(重合時の濃度0.15mol/L、総液量700mL製)を精製窒素雰囲気下にオートクレーブ内に導入した。先に調製した触媒溶液を添加し、室温下、エチレン圧を3MPaとして重合を開始した。反応中は温度を40℃に保ち、エチレンの分圧が3MPaに保持されるように連続的にエチレンを供給した。
重合終了後、エチレンをパージし、オートクレーブを室温まで冷却し、アセトン(1L)を用いてポリマーを再沈させ、沈殿したポリマーを濾過した。更に、得られた固形ポリマーをアセトン(1L)に分散させ、ここに1N−塩酸(10ml)を加えて60分撹拌後、ポリマーを濾過した。得られた固形物をアセトンで洗浄し、60℃で3時間減圧乾燥することで、最終的にポリマーを回収した。それぞれの重合結果を表1に示す。表中、tBAはt−ブチルアクリレート、MAはメチルアクリレート、Ni(cod)2はビス(シクロオクタジエン)ニッケルを表す。表2、3においても同様である。
ビス(シクロオクタジエン)ニッケルとリンスルホン酸配位子のスラリーを別々に用意し、超音波振動器にて処理した後、混合して室温で15分間撹拌することで、0.002
5〜0.002mol/Lの触媒スラリーを調製した。内容積10mLの誘導撹拌式ステンレス製オートクレーブ内を精製窒素で置換し、精製トルエン、所定量のコモノマーを導入した。なお、重合時の総液量は5mLになるように調製した。40℃に昇温後、エチレンで加圧して2MPaとした後、先に調製した触媒スラリーを所定量添加して、重合を開始した。反応中は温度を一定に保ち、エチレンの分圧が2MPaに保持されるように連続的にエチレンを供給した。60分後に、未反応のエチレンをパージ後、オートクレーブを室温まで冷却し、得られたポリマーを濾過により回収し、40℃で6時間減圧乾燥した。重合結果を表2に示す。
充分に窒素置換した30mLフラスコに、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウムとリンスルホン酸配位子をそれぞれ100マイクロモル秤量し、脱水トルエン(10mL)を加えた後、これを超音波振動機にて10分間処理することで、触媒スラリーを調製した。次に、内容積1Lの誘導撹拌式ステンレス製オートクレーブ内を精製窒素で置換し、精製トルエン(618mL)、メチルアクリレート(72mL,重合時の濃度が1mol/Lになるように調整)を精製窒素雰囲気下にオートクレーブ内に導入した。先に調製した触媒溶液を添加し、室温下、エチレン圧を3MPaとして重合を開始した。反応中は温度を80℃に保ち、エチレンの分圧が3MPaに保持されるように連続的にエチレンを供給した。
重合終了後、エチレンをパージし、オートクレーブを室温まで冷却し、濾過によりポリマーと溶媒を分離した。更に、アセトン(1L)を用いてポリマーを再沈させ、沈殿したポリマーを濾過した。更に、得られた固形ポリマーをアセトン(1L)に分散させ、ここに1N−塩酸(20ml)を加えて60分撹拌し、ポリマーを濾過した。得られた固形ポリマーを少量のアセトンで洗浄し、60℃で3時間減圧乾燥することで、最終的にポリマーを回収した。それぞれの重合結果を表3に示す。
実施例1(表1)では、R14が水素原子である配位子(XII)の比較例1−1に対して、本発明によるニッケル触媒組成物を用いることで、高い触媒活性及び高い分子量を発現することを明らかにした。本実施例により、R14への置換基導入が、触媒性能向上に有用であることが理解された。
実施例2−1及び2−2(表2)では、R14が水素原子である配位子(XII)の比較例2−1に対して、本発明によるニッケル触媒組成物(II,IV)を用いることで、高い触媒活性を発現し、かつ、高分子量コポリマーを得られることを明らかにした。また、実施例2−3(表2)では、R14が水素原子である配位子(XIII)及び(XIV)の比較例2−2及び2−3に対して、本発明によるニッケル触媒組成物(XI)を用いることで、高い触媒活性及び高いコモノマー含量を発現することを明らかにした。これらの本実施例により、R14への置換基導入が、触媒性能向上に有用であることが理解された。
実施例3(表3)では、R14が水素原子である配位子(XII)の比較例3−1に対して、本発明によるパラジウム触媒組成物を用いることで、高い触媒活性を発現することを明らかにした。本実施例により、R14への置換基導入が、触媒性能向上に有用であることが理解された。
かくして、性能の高められた重合触媒の実現により、α−オレフィンと極性基含有モノマー、特に、α−オレフィンと(メタ)アクリル酸又はエステルの共重合反応が工業的に実施し得ることになり、ポリオレフィン共重合体の産業分野において格別に有用となる。
Claims (7)
- 下記一般式で表されるトリアリールホスフィン化合物。
R 1 〜R 4 は、各々独立して、炭素数1〜20の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数2〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基からなる群より選ばれた置換基を示し、R 1 、R 2 の少なくとも一つ、及び、R 3 、R 4 の少なくとも一つは二級もしくは三級のアルキル基である。R 5 〜R 13 は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基からなる群より選ばれた置換基を示す。R 14 は、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数2〜20の炭化水素基、炭素数2〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリーロキシ基、又は炭素数3〜20のシリル基からなる群より選ばれた置換基を示す。) - R 14 が、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の炭化水素基又は炭素数3〜20のシリル基であることを特徴とする、請求項1に記載のトリアリールホスフィン化合物。
- 請求項1又は2に記載の化合物と、8〜10族の遷移金属化合物とを反応させて得られるα−オレフィン重合触媒。
- 下記一般式(2)で表されることを特徴とする金属錯体。
R 1 〜R 4 は、各々独立して、炭素数1〜20の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数2〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基からなる群より選ばれた置換基を示し、R 1 、R 2 の少なくとも一つ、及び、R 3 、R 4 の少なくとも一つは二級もしくは三級のアルキル基である。R 5 〜R 13 は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基からなる群より選ばれた置換基を示す。R 14 は、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数2〜20の炭化水素基、炭素数2〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリーロキシ基、又は炭素数3〜20のシリル基からなる群より選ばれた置換基を示す。
Mは、8〜10族の遷移金属からなる群より選択された金属原子を示し、
Aは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜30の炭化水素基、アルコキシ基で置換された炭素数1〜30の炭化水素基、アリーロキシ基で置換された炭素数1〜30の炭化水素基、炭素数1〜30のアルコキシ基、又は炭素数1〜30のアリールオキシ基からなる群より選ばれた置換基を示す。
Bは、Mに配位した任意のリガンドを示す。また、AとBは互いに結合して環を形成していてもよい。) - R 14 が、炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の炭化水素基又は炭素数3〜20のシリル基であることを特徴とする、請求項4に記載の金属錯体。
- 請求項4又は5に記載の金属錯体を含むα−オレフィン重合触媒。
- 請求項3又は6に記載のα−オレフィン重合触媒の存在下に、α−オレフィンと、(メタ)アクリル酸又はエステルとを共重合することを特徴とする、α−オレフィン・(メタ)アクリル酸系オレフィン共重合体の製造方法。
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